JPH08295033A - インクジェットプリントヘッドおよび画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混色を防止するとともに、インクの吐出不良
を防止し、安定した印字を行なうことのできるインクジ
ェットプリントヘッドおよび画像記録装置を提供する。 【構成】 チャネル基板１には各色のインクごとにイン
クリザーバ４が設けられている。異なる色のインクを吐
出する印字記録用ノズル６の間には、印字記録に用いな
いダミーノズル７を２本以上設けている。そのダミーノ
ズル７の間には、少なくとも２本以上のノズルを配置で
きるだけの間隔８を設けている。これにより、隣接する
異なる色のインクは混ざり合わず、また、インクリザー
バ４の側壁近傍の動作の不安定なノズルを印字記録に用
いないので、良好な画質を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクをノズルから吐
出させ、印字記録を行なうインクジェットプリントヘッ
ドおよび画像記録装置に関するものであり、特に、複数
の異なる色のインクを用いて印字記録を行なうインクジ
ェットプリントヘッドおよび画像記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】複数の異なる色のインクを用いて印字記
録を行なうインクジェット方式の記録装置として、例え
ば、特公平１−１２６７５号公報に記載されているよう
に、１ヘッド内に多色インクを吐出するノズル群を配し
たものが知られている。また、例えば、特開平２−２０
４０５３号公報には、４色の印字ヘッドを連結した構成
も知られている。

【０００３】このような多色のインクを吐出するノズル
を１ヘッド内に収め、あるいは印字ヘッドを連結した構
成では、隣接して配置する異なる色間で混色が発生する
という問題が発生していた。これを解決するため、例え
ば、特開平４−２６３９４９号公報では、異なる色のイ
ンクを吐出するノズルグループの間の間隔を、ノズルの
間隔よりも大きくしている。これにより、印刷媒体上で
異なる色のインクが隣接することなく、混色は回避され
る。しかし、この文献には、後述するようなダミーノズ
ルを有する構成については記載されていない。

【０００４】また、このような多色のインクを吐出する
ノズルが隣接して存在するインクジェットヘッドでは、
メンテナンス時のワイピングやプライミングによって、
ノズル面に付着したインクが他の色のインクと交じりあ
い、混色を起こすことがある。このような問題を解決す
るための技術として、例えば、特開平７−１７０６２号
公報に記載されているように、異なる色のノズル群の間
にダイシング溝を設け、混色したインクをこの溝で吸収
したり、あるいは、特開平７−２５０３１号公報に記載
されているように、異なる色のノズル群の間に混色した
インクを吸引するためのダミーノズルを設ける構成が考
えられている。

【０００５】一方、インクジェットヘッドの構造とし
て、２枚のシリコンウェハを用いた構成が知られてい
る。図１２は、従来のインクジェットヘッドの一例の説
明図であり、図１２（Ａ）はチャネル基板の斜視図、図
１２（Ｂ）はチャネル基板の平面図、図１２（Ｃ）は２
枚の基板の接合された状態の断面図である。図中、５１
はチャネル基板、５２はエッチングマスク、５３はイン
ク流路、５４はインクリザーバ、５５はノズル、５６は
ヒータ基板、５７は発熱体である。

【０００６】チャネル基板５１は、エッチングマスク５
２を用いて個別のインク流路５３および共通のインクリ
ザーバ５４を異方性エッチングにより形成する。そし
て、ダイシング等によってインク流路５３とインクリザ
ーバ５４とが連結される。また、ヒータ基板５６上には
各インク流路５３に対応して発熱体５７が設けられる。
そして、チャネル基板５１とヒータ基板５６を貼り合わ
せ、インク流路５３が開口してノズル５５が形成される
ように切断して、図１２（Ｃ）に示すインクジェットヘ
ッドが作成される。

【０００７】図１２に示したインクジェットヘッドで
は、異方性エッチングによりインクリザーバ５４を形成
しているので、インクの供給口からインク流路５３に向
かって広くなる構造となり、インクリザーバ５４の側面
はヒータ基板５６の面と鋭角に接することになる。その
ため、インクリザーバ５４の周辺部にインクが滞留しや
すく、インク流路５３へのインク供給が良好に行なわれ
ずに、ノズル５５からのインク吐出が阻害されるなどの
問題があった。

【０００８】この問題を解決するため、例えば、特開平
５−１３８８８４号公報、特開平６−１８３００２号公
報等に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、イン
クリザーバの周辺部に当たるノズルをダミーノズルと
し、印字に用いないこととして他のノズルの噴射を安定
させ、良好な記録画質を得ている。しかし、この技術は
単色のインクジェット記録ヘッドに対する技術であり、
多色のインクジェット記録ヘッドに適用したものはな
い。上述の特開平７−２５０３１号公報には、ダミーノ
ズルを設けることは記載されているが、このダミーノズ
ルはインクリザーバには連通しておらず、インクリザー
バの周辺部におけるインクの吐出不良を回避することは
できない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、混色を防止するととも
に、インクの吐出不良を防止し、安定した印字を行なう
ことのできるインクジェットプリントヘッドおよび画像
記録装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の異なる色のインクを吐出するノズルを配置し
たインクジェットプリントヘッドにおいて、異なる色の
インクを吐出して印字記録を行なうノズルの間に印字記
録に用いないダミーノズルを２本以上設け、少なくとも
２本の前記ダミーノズルの間にはノズルを２本以上配置
するだけの間隔が設けられていることを特徴とするもの
である。前記ダミーノズルは、請求項２に記載の発明の
ように、印字信号を受けてインクを吐出可能に構成する
ことができる。また、請求項３に記載の発明のように、
前記ダミーノズルを前記印字記録を行なうノズルと略同
一に構成することができる。さらに、請求項４に記載の
発明のように、前記ダミーノズルの配置する間隔を、前
記印字記録を行なうノズルと略同一に構成することがで
きる。

【００１１】請求項５に記載の発明は、複数の異なる色
のインクを吐出するノズルを配置したインクジェットプ
リントヘッドにおいて、異なる色のインクを吐出するノ
ズルの間に印字記録に用いないダミーノズルを少なくと
も４本以上設け、前記ノズルに直接隣接しているダミー
ノズルは、開口されて印字可能である内側ダミーノズル
であり、該内側ダミーノズルに直接隣接しているダミー
ノズルは、開口部が閉鎖されている外側ダミーノズルで
あることを特徴とするものである。前記外側ダミーノズ
ルは、請求項６に記載の発明のように、印字信号を供給
するための配線をせずに構成することができる。

【００１２】請求項７に記載の発明は、複数の異なる色
のインクを用いて記録を行なう画像記録装置において、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェッ
トプリントヘッドを用いたことを特徴とするものであ
る。また、請求項８に記載の発明は、複数の異なる色の
インクを吐出するノズルを配置した画像記録装置におい
て、インクを吐出する第１ノズル群と、該第１ノズル群
と隣接し該第１ノズル群の吐出するインクとは違う色の
インクを吐出する第２ノズル群と、前記第１ノズル群と
前記第２ノズル群の間に配置され開口されていない第１
のダミーノズルと、該第１のダミーノズルと前記第１ノ
ズル群、第２ノズル群の双方の間に配置され開口されて
印字可能な第２のダミーノズルとを備えたことを特徴と
するものである。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、異なる色のイ
ンクを吐出して印字記録を行なうノズルの間に印字記録
に用いないダミーノズルを２本以上設け、少なくとも２
本の前記ダミーノズルの間にはノズルを２本以上配置す
るだけの間隔が設けられている。そのため、異なる色を
吐出して印字記録を行なうノズル間には、ノズルを４本
配置する以上の間隔が設けられることになり、混色を防
止することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明のように、例
えば、ダミーノズルをインクリザーバに接続し、印字信
号を受けてインクを吐出可能に構成することによって、
インクリザーバの側面付近のノズルを用いずに安定した
ノズルのみを用いて印字記録を行なうことができる。ま
た、メンテナンス時に行なわれるプライミング動作の際
には、インクを吐出させてインクリザーバ内の気泡の排
出などを行なうことができるとともに、周囲に付着した
混色したインクを吹き飛ばすことができる。

【００１５】ダミーノズルは、請求項３に記載の発明の
ように、印字記録を行なうノズルと略同一に構成するこ
とができ、また、その配置間隔も、請求項４に記載の発
明のように、印字記録を行なうノズルと略同一に構成す
ることができる。このような構成では、ダミーノズルは
印字記録を行なうノズルと同様に形成すればよいので、
特別な製造工程を必要とすることなく、形成することが
できる。

【００１６】また、請求項５に記載の発明によれば、異
なる色のインクを吐出して印字記録を行なうノズルの間
に、印字記録に用いないダミーノズルを４本以上設けて
いるので、混色を防止することができる。このとき、印
字記録を行なうノズルに直接隣接しているダミーノズル
を、開口されて印字可能な内側ダミーノズルとし、その
内側ダミーノズルに直接隣接しているダミーノズルは、
開口部が閉鎖されている外側ダミーノズルとすることが
できる。この外側ダミーノズルは、インクの吐出が不可
能であるので、請求項６に記載の発明のように、印字信
号を供給するための配線をせずに構成することができ
る。

【００１７】このようなインクジェットプリントヘッド
を用い、請求項７に記載の発明のように画像記録装置を
構成することによって、混色のない、動作の安定した画
像記録装置を提供することが可能になる。また、請求項
５および６に記載の発明と同様に、請求項８に記載の発
明のように、異なる色のインクを吐出する第１ノズル群
と第２ノズル群の間に、開口されていない第１のダミー
ノズルを設け、さらに、第１のダミーノズルと第１ノズ
ル群、第２ノズル群の双方の間に、開口されて印字可能
な第２のダミーノズルを設けている。これにより、混色
がなく、動作の安定した、良好な印字画像が得られる画
像記録装置を提供することができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明のインクジェットプリントヘ
ッドの一実施例を示す概略図であり、図１（Ａ）は斜視
図、図１（Ｂ）は正面図である。また、図２は、同じく
異なる色のノズルが隣接する部分の拡大図である。図
中、１はチャネル基板、２はヒータ基板、３は厚膜樹脂
層、４はインクリザーバ、５はリザーバ隔壁、６は印字
記録用ノズル、７はダミーノズル、８は間隔、９は浅溝
領域、１０は内側壁の延長線である。チャネル基板１に
は、複数のインク流路およびインクリザーバ４が形成さ
れる。インクリザーバ４は各色のインクごとに形成され
る。ここでは、３色一体型のインクジェットプリントヘ
ッドを示しており、３つのインクリザーバ４が設けられ
ている。この場合、インクとして、例えば、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色を用いる
ことができる。各インクリザーバ４は、リザーバ隔壁５
で隔てられている。なお、インクリザーバ４はチャネル
基板１を貫通して形成されており、この貫通孔から各色
のインクが供給される。また、後述のように、インク供
給部材と貫通孔との接着、シールを確実にするため、貫
通孔を小さくしてシーリング領域の幅Ｗを大きくするよ
うに、インクリザーバ４を２回の異方性エッチングで形
成しており、インクリザーバ４のインク流路に近い部分
では、側壁近傍に浅溝領域９が形成されている。

【００１９】複数のインク流路も、各色に対応して３つ
のグループとして形成され、それぞれ対応するインクリ
ザーバ４に連通している。インク流路中には発熱体が設
けられており、駆動制御部によって駆動されて発熱し、
インク中に気泡を成長させて気泡の圧力によってインク
をノズルから吐出させる。各インクリザーバ４に接続さ
れた複数のインク流路のうち、両端のインク流路はダミ
ーノズル７として用いられ、他は印字記録用ノズル６と
して用いられる。すなわち、印字記録を行なう際には、
印字記録用ノズル６のみを用いて行なわれる。

【００２０】図１２で説明したように、インクリザーバ
４の側面付近のノズルでは、インクの吐出が不安定にな
りやすい。特に、図２に示すように浅溝領域９を設けて
いるため、内側壁の延長線１０よりも外側では吐出不良
を発生しやすい。そのため、ダミーノズル７は、印字記
録時には用いない。しかし、ダミーノズル７は、インク
を吐出することは可能である。例えば、メンテナンス時
にインクを吐出させたり、プライミング動作によってダ
ミーノズル７からもインクを吸引することができる。こ
れによって、インクリザーバ４の側面付近や浅溝領域９
に滞留する気泡やゴミなどがダミーノズル７からインク
とともに外部へ排出され、印字記録時の吐出不良を軽減
することができる。

【００２１】隣接するダミーノズル７の間には、印字記
録用ノズル６およびダミーノズル７のピッチと同じピッ
チでノズル２本が配置できるだけの間隔８が設けられて
いる。印字記録時には、異なる色のインクを吐出する印
字記録用ノズル６の間には、この間隔８とダミーノズル
７の間隔、すなわちノズル４本分の間隔が空くことにな
る。これによって異なる色のインクの混色を低減するこ
とができ、良好な画質を得ることができる。

【００２２】また、同時にこの構造によって、チャネル
基板１とヒータ基板２を接着する際の接着剤の回り込み
をを抑制する働きを有している。すなわち、図２に示す
ように、間隔８にはノズルを設けていないため、インク
リザーバ間領域Ｄを大きくとれ、２枚の基板を接合する
広い接着領域が確保できる。これにより、接着に用いた
余剰の接着剤が流れ出ても、隣接するノズルがダミーノ
ズル７であり、印字記録用ノズル６までの距離Ｗ１が大
きいため、印字記録用ノズル６まで接着剤が回り込んで
印字記録に影響を及ぼすようなことはない。この場合、
ダミーノズル７のインクの噴射状態は接着剤の回り込み
により不安定となる場合があるが、先に述べたようにダ
ミーノズル７は、例えば、メンテナンス時などに噴射を
行なうのみで印字記録に用いないため、問題はない。

【００２３】一方、ヒータ基板２には、印字記録用ノズ
ル６およびダミーノズル７に対応して発熱体が設けら
れ、電極や保護膜等が形成され、その上に厚膜樹脂層３
が設けられる。厚膜樹脂層３には、インク流路とインク
リザーバ４とを接続する凹部、および、発熱体上の凹部
が形成される。そして、チャネル基板１とヒータ基板２
が接合され、インク流路の所定の位置で切断し、ヘッド
チップが構成されている。

【００２４】図１、図２には３色一体型のインクジェッ
トプリントヘッドを示したが、３色に限らず、２色以上
の複数色を一体化したインクジェットプリントヘッドに
おいて同様に構成することができる。また、ダミーノズ
ル７は、上述の例ではインクリザーバ３の側壁付近の１
本ずつとしたが、２本以上ずつ設けてもよい。さらに、
間隔８は、ノズル２本より大きくても良い。

【００２５】また、上述の構成では、インクリザーバ４
は浅溝領域９を設ける構成となっているが、本発明はこ
れに限らず、どのようなインクリザーバの壁面であって
も適用することができ、例えば、上述の図１２に示すよ
うなインクリザーバ４の構成であっても適用可能であ
る。

【００２６】図３ないし図６は、本発明の一実施例のイ
ンクジェットプリントヘッドの製造工程の説明図であ
る。図中、図１、図２と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。１１は窒化シリコンマスク、１２は
酸化シリコンマスク、１３はノズルパターン、１４は第
１のインクリザーバパターン、１５は第２のインクリザ
ーバパターンである。

【００２７】図３は、ノズルとインクリザーバを形成す
るためにチャネル基板１上に形成したマスクパターンを
示す。図３（Ａ）は基板正面から見た図、図３（Ｂ）は
Ｂ−Ｂ線の断面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）において点
線で囲んだ部分の拡大図である。

【００２８】まず、（１００）面を表面に持つチャネル
基板１となる第１のシリコン基板上に酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ₂ ）膜（右下がりのハッチングで示す。）を７００
ｎｍの厚さに形成した後、ノズル部に相当するノズルパ
ターン１３と、第２のインクリザーバパターン１５を除
くようにフォトリソ工程でパターニングした後、エッチ
ング処理して、酸化シリコンマスク１２を形成する。次
に、窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）膜（左下がりのハッチ
ングで示す。）を１５０ｎｍの厚さに形成し、第１のイ
ンクリザーバパターン１４を除くようにフォトリソ工程
でパターニングした後、エッチング処理して窒化シリコ
ンマスクを形成する。このとき、プロセス中に基板の裏
面側に傷が入ることを防止するため、窒化シリコン膜の
上にポリシリコン膜を着膜しておくことが有効である。
シリコン基板としては、この実施例では５５０μｍの厚
さのものを用いた。

【００２９】マスクパターンとしては、各色のインクが
インクリザーバからノズルへ独立に供給されるようにリ
ザーバ隔壁５で仕切られるようになっている。また、図
３（Ｃ）に示すように、窒化シリコンマスク１１におけ
る第１のインクリザーバパターン１４は、酸化シリコン
マスク１２における第２のインクリザーバパターン１５
より小さくなっている。隣接するインクリザーバ間の中
心からのノズルの配列方向におけるマスクパターンの幅
については、図２に示すＷ１，Ｗ２を用いると、第１の
インクリザーバパターンの幅はＷ２−Ｗ１、第２のイン
クリザーバパターンの幅はＷ２であり、 Ｗ２＞Ｗ２−Ｗ１ の関係にある。これをマスクパターンの開口部の幅でみ
れば、第１のインクリザーバパターンの開口部の幅が、
第２のインクリザーバパターンの開口部の幅よりを小さ
く形成されているということができる。Ｗ２の領域に連
通するノズルは、印字に使用しないダミーノズル７とす
る。また、隣接する色の最端ノズル間の距離Ｗ４は、印
字に使用しているノズルピッチの整数倍であり、ここで
は２本のノズルをさらに配置できる間隔、例えば、３ノ
ズルピッチ分の間隔８を開けている。

【００３０】図４は、第１回目の異方性エッチングを実
施した後の形状を示す。図４（Ａ）は基板正面から見た
図、図４（Ｂ）はＢ−Ｂ線の断面図である。異方性エッ
チングによって、（１１１）面で囲まれ、表面と５４．
７゜の角度を有する貫通孔が形成される。エッチング液
は、９０℃に加熱した水酸化カリウム水溶液を用い、５
５０μｍの厚さのシリコン基板を貫通するまで約４時間
必要となる。このとき窒化シリコンマスク１１は、水酸
化カリウム水溶液に溶けないが、マスクパターンの開口
部の周縁で、約１０μｍアンダーカットされ、その分だ
けマスクパターンの開口部より大きい開口部でインクリ
ザーバ４が形成される。アンダーカット分については、
あらかじめマスク設計時にその分を考慮して寸法補正す
ることで対処できる。

【００３１】次に、窒化シリコンマスク１１を、加熱し
たリン酸で全面除去する。除去後のパターンを図５に示
す。図５（Ａ）は基板正面から見た図、図５（Ｂ）はＢ
−Ｂ線の断面図である。窒化シリコンマスク１１を除去
したことにより、シリコン基板上に酸化シリコンマスク
１２が残った状態を示している。

【００３２】第２回目の異方性エッチングを実施した後
の形状を図６に示す。図６（Ａ）は基板正面から見た
図、図６（Ｂ）はＢ−Ｂ線の断面図である。エッチング
は第１回目と同様に水酸化カリウム水溶液を用いるが、
エッチング時間はノズルを形成する時間に合わせて設定
する。また、酸化シリコンマスク１２は、加熱した水酸
化カリウム水溶液には溶けるが、エッチング時間には十
分耐性のある膜厚に設定してある。このようにして、イ
ンク流路とインクリザーバ５が形成される。インクリザ
ーバ５は、第２回目の異方性エッチングで大きい開口で
エッチングされ、しかも、エッチング時間が短いから、
図６（Ｂ）に示すように、段部をもった形状に形成され
る。すなわち、インクリザーバのインク流路に近い部分
が広げられた形状になる。最後に酸化シリコンマスクを
フッ酸で全面除去して、チャネル基板１となる第１の基
板が完成する。

【００３３】このように、インク流路やインクリザーバ
４のパターンをフォトリソ工程で形成することによっ
て、隣接するリザーバ間距離や隣接する異なる色のノズ
ル間距離を非常に狭く、しかも、精度よくできる。この
ことは、多ノズル、小チップという点で有利である。し
かし、実際には、インクの吐出性能、および、基板を貼
り合わせる場合の接着性から最端のノズルは他のノズル
とは同等の性能を有しないので、各インクリザーバの最
端のノズルを実際には印字に使用しないダミーノズル７
としている。

【００３４】図７は、本発明の一実施例のインクジェッ
トプリントヘッドにおけるノズル近傍の平面図である。
図中、図１〜図６と同様の部分には同じ符号を付して説
明を省略する。２１は発熱体、２２は凹部、２３は連結
流路である。上述のチャネル基板１とは別に、ヒータ基
板２が作成される。チャネル基板２と同様に、第２のシ
リコン基板上に、チャネル基板１上に形成したノズルパ
ターン１３に対応して、発熱体２１とそれに通電する電
極を形成し、発熱体２１上に保護膜を形成する。さら
に、厚膜樹脂層３を形成する。厚膜樹脂層３には、発熱
体２１の上部に凹部２２を形成し、また、インク流路と
インクリザーバ３とを連結するための連結流路２３を形
成する。この連結流路は、図７に示すように各インク流
路に個別に設けたり、あるいは、各色ごとに共通の流路
として構成することもできる。

【００３５】図７に示す例では、隣接する異なる色のダ
ミーノズル７の間の間隔８の部分にも発熱体２１が形成
されており、この発熱体２１が厚膜樹脂層３で覆われて
いる。この部分には、チャネル基板１側にインク流路は
形成されていない。よって、隣接する異なる色のインク
が流路を通じて侵入し、混色するようなことはない。あ
るいは、間隔８の部分に開口が形成されないようなイン
ク流路をチャネル基板１に設けてもよい。この場合に
も、ヘッドの端面ではノズルの開口の存在しない間隔８
となるので、同様の効果が得られる。

【００３６】この例では、間隔８の部分に存在する発熱
体２１に接続される信号線は、切断されているか、ある
いは配置されていない。よって、誤って間隔８の部分の
発熱体２１に信号を送り、発熱を行なって厚膜樹脂層３
を加熱してしまうことはない。もちろん、間隔８の部分
については発熱体２１を配置しない構成とすることもで
きる。

【００３７】また、図７に示すように、ダミーノズル７
も印字記録用ノズル６と変わらない構造となっており、
したがって定期的にホームポジション等でメンテナンス
作業時には噴射を行なうことができる。よって、隣接す
る異なる色のインクが廻り込んできても、その別色のイ
ンクを噴射除去することが可能である。

【００３８】図７に示すヒータ基板２が作製されると、
図３ないし図６に示したようにして作製されたチャネル
基板１と貼り合わせる。このとき、隣り合う異なる色の
インクリザーバと連結されたダミーノズル７の間は、少
なくとも２本のノズルが配置できるだけの間隔８を設け
ている。これにより第２の基板との接合面積を確保する
ことができるとともに、接着剤のはみ出しにも対処する
ことができる。それとともに、この間隔８によって混色
を避けることができる。２枚の基板を貼り合わせた後、
ダイシングソー等を用いて各チップに分割することによ
り、図１に示すインクジェットプリントヘッドが作成さ
れる。

【００３９】各チップに分割された後、インク滴の吐出
される方向性を保つために、表面処理剤をノズルの開口
面に塗布する。その塗布の際、ノズル内部に処理剤が回
り込むことを防ぐため、ノズルより圧縮空気を噴出しな
がら塗布する。表面処理剤は、均一に面全体に塗布され
るわけではなく、特にノズル開口の周囲に塗布されるの
みである。ノズルが一定間隔で並んでいる部分では、ノ
ズル開口の周囲に均一に塗布されるが、ノズルの端部や
ノズルの間隔が変化すると、表面処理剤の塗布量が変化
してしまう。そのため、間隔８の両側のダミーノズル７
の部分では表面処理剤の塗布が不均一となるので、この
ダミーノズル７を印字記録には用いない。逆に、ダミー
ノズル７を設けることによって、ダミーノズル７を除く
ノズルについて、表面処理剤を均一に塗布することがで
きる。さらに、ダミーノズル７の径および間隔（ピッ
チ）を、印字記録用ノズル６と同等とすることによっ
て、印字記録用ノズル６の部分に表面処理剤を均一に塗
布することができる。これらにより、印字記録用ノズル
６におけるインク滴の吐出方向性を良好にし、画質を向
上させることができる。

【００４０】図８は、本発明の一実施例のインクジェッ
トプリントヘッドの組立体の一例を示す概略図であり、
図９は一部を断面とした概略図である。図中、図１と同
様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。３１は
インク供給部材、３２はインク供給口、３３はインク供
給流路、３４はシーリング領域、３５はインク滴であ
る。上述のようにして作製されたインクジェットプリン
トヘッドは、インク供給部材３１と接合され、図示しな
いインクタンクからインクの供給を受ける。

【００４１】インク供給部材３１には、各インクリザー
バ４に対応したインク供給口３２が設けられている。各
インクリザーバ４は、上述のようにチャネル基板１を貫
通しており、この各貫通孔と各インク供給口３２がほぼ
一致するように、インク供給部材３１が装着される。イ
ンク供給部材３１にはインク供給流路３３が形成されて
おり、このインク供給流路３３を通ったインクがインク
供給口３２から各色のインクリザーバ４、各インク流路
を通って印字記録用ノズル６およびダミーノズル７に供
給される。そして、印字記録時には、印字記録用ノズル
６からインク滴３５となって吐出される。

【００４２】チャネル基板１とインク供給流路３３との
接合の際には、シーリング領域３４でシーリングされ
る。シーリング領域３４が十分に確保されていないと、
シーリングが不十分で、異なる色のインクが混色した
り、インク漏れの問題が発生する。シーリング材を多量
に使うと、インクリザーバ４内へのはみ出しや、流れ込
みが発生することになり、好ましいことではない。した
がって、シーリング領域３４は、極力広くとることが望
ましい。上述の実施例では、インクリザーバ４を形成す
る際に、２回の異方性エッチングによって形成している
ので、インクリザーバ４の貫通孔は小さく、十分なシー
リング領域３４を確保することができる。このようにし
てインク供給部材３１が組み付けられた後、例えば、画
像記録装置のキャリッジ等に取り付けられ、画像記録装
置によるキャリッジの駆動によってインクジェットプリ
ントヘッドは移動し、移動中に印字駆動されてインク滴
を吐出し、記録を行なう。

【００４３】図１０は、本発明の一実施例における駆動
制御部の一例のブロック図、図１１は、同じくタイミン
グチャートの一例の一部説明図である。図中、４１は４
ビットシフトレジスタ、４２，４３はラッチ回路、４４
は３２ビット双方向シフトレジスタ、４５はアンド回
路、４６はヒータ駆動回路である。ＤＡＴ／ＤＩＲ信号
は、印字データあるいはスキャン方向を示す信号であ
る。ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号は、４ビットシフトレジス
タ４１のシフト信号である。ＦＣＬＲ信号は、４ビット
シフトレジスタ４１および３２ビット双方向シフトレジ
スタ４４のリセットと、ラッチ回路４３におけるラッチ
を行なうための信号である。ＥＮＡＢＬＥ信号は、ノズ
ルを駆動するタイミング信号である。ここでは、１２８
本のノズルを駆動する構成を示している。

【００４４】アンド回路４５は、例えば、図７に示す発
熱体２１に対応して設けられ、その出力によりヒータ駆
動回路４６を制御する。この実施例では、４本のノズル
を１ブロックとして、各ブロックを順次駆動する。その
ため、３２ビット双方向シフトレジスタ４４の出力端子
Ｑ₁ ，・・・，Ｑ₃₂は、それぞれ４つのアンド回路４５
に接続されている。

【００４５】ＦＣＬＲ信号によって、４ビットシフトレ
ジスタ４１と３２ビット双方向シフトレジスタ４４がリ
セットされ、その立ち上がりでラッチ回路４３がＤＩＲ
信号をラッチし、３２ビット双方向シフトレジスタ４４
のシフト方向が決定される。その後、ＤＡＴ／ＤＩＲ信
号として画像データが送出されるとともに、ＢＩＴＳＨ
ＩＦＴ信号が４ビットシフトレジスタ４１のクロックと
して入力される。図１１に示すように、ＢＩＴ ＳＨＩ
ＦＴ信号の立ち下がりで、画像データが順次４ビットシ
フトレジスタ４１に取り込まれる。４ビットの画像デー
タが取り込まれると、ＥＮＡＢＬＥ信号の立ち上がり
で、ラッチ回路４２にラッチされる。ラッチされた画像
データは、アンド回路４５に与えられる。一方、ＥＮＡ
ＢＬＥ信号をクロックとして、３２ビット双方向シフト
レジスタ４４がシフトされ、その出力端子Ｑ₁ ，・・
・，Ｑ₃₂のいずれか１本から出力がアンド回路４５に入
力されている。そのため、３２ビット双方向シフトレジ
スタ４４で選択された１つのブロックの４つのアンド回
路４５のみが、画像データに応じて駆動される。このと
き、ＥＮＡＢＬＥ信号の“Ｈ”の期間だけ、ヒータ駆動
回路４６を駆動して発熱体の加熱が行なわれ、インク滴
を飛翔させて印字記録が行なわれる。このようにしてＥ
ＮＡＢＬＥ信号が入力されるたびに３２ビット双方向シ
フトレジスタ４４の出力端子が順次移り、発熱体は４つ
ごとに３２ブロックが順次駆動される。

【００４６】このような１２８本のノズルを駆動する駆
動制御部を図１ないし図９に示すようなインクジェット
プリントヘッドに適用する場合、例えば、３色一体のヘ
ッドでは各色４０本ずつのノズルを使用する。各色ごと
に駆動されるブロックは１０ブロックずつである。これ
により、印字記録用ノズル６の本数は１２０本である。
残りの８本分は、印字記録には用いられない。すなわ
ち、各色間に設けられている２本のダミーノズル７と、
そのダミーノズル７の間の間隔８に配置可能な２本のノ
ズルの分とで構成される４本のノズル分が１ブロックと
して駆動される。３色一体のヘッドでは、各色間のダミ
ーノズル７および間隔８は２カ所に設けられるので、合
計８本のノズルからなる２ブロックがこれに当たる。

【００４７】ブロック１からブロック３２へ順に駆動し
て印字記録を行なうとき、まず、ブロック１からブロッ
ク１０までが駆動され、ある単色の印字駆動が行なわれ
る。次のブロック１１は、印字に用いないブロックであ
る。そのため、例えば、図１１に示すように、画像デー
タとしてＤＡＴ／ＤＩＲ信号に印字を行なわない信号
（ここでは“Ｌ”信号）を入力したり、あるいは、３２
ビット双方向シフトレジスタ４４の出力端子Ｑ₁₁の出力
を禁止するアンド回路を付加することによって、ダミー
ノズル７の駆動を禁止することができる。次のブロック
１２からブロック２１まではブロック１からブロック１
０までとは異なる色のインクによる印字駆動が順次行な
われる。次のブロック２２はダミーノズル７に対応する
ので印字駆動は行なわれず、次のブロック２３からブロ
ック３２により、３色目の色のインクによる印字駆動が
順次行なわれる。

【００４８】また、メンテナンス等によってダミーノズ
ル７も駆動する場合には、ダミーノズル７に対応する画
像データとして、例えば、“Ｈ”を入力し、３２ビット
双方向シフトレジスタ４４の出力端子Ｑ₁₁およびＱ₂₂の
出力を許可すればよい。

【００４９】このように、図１０に示す印字駆動部によ
れば、異なる色のインクを吐出するノズルを、共通に駆
動制御することが可能になる。また、異なる色のインク
を吐出するノズルが隣接する部分では、ダミーノズル７
および間隔８に配設可能なノズルの本数の和を１ブロッ
クに設定しておくことによって、ダミーノズル７の吐出
制御を簡単に行なうことができる。特に、４本のノズル
を１ブロックとして制御する構成では、ダミーノズル７
を２本とし、間隔８に配設可能なノズルを２本とするこ
とによって、簡易なダミーノズル７の制御を行なうこと
ができる。

【００５０】なお、ヘッドの両端のノズルは、インクリ
ザーバ４の端部に配置されるので、異なる色間に配置さ
れるノズルではないが、ダミーノズルとして使用しない
ように制御することができる。あるいは、インクを吐出
しないダミーノズルを外側に形成しておいてもよく、必
ずしも上述の異なる色間のダミーノズルと同じ構成であ
る必要はない。本発明は、上述のような印字駆動制御に
限られるものではなく、種々の印字駆動制御に適用可能
である。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、異なる色が隣接する部分において、印字記録
には用いないがインクを吐出可能なダミーノズルを２本
以上設け、さらに、少なくとも２本のダミーノズルの間
には、ノズルを２本以上配置するだけの間隔を設けてお
くことによって、混色を防止するとともに、インクの吐
出不良を防止し、安定した印字を行なうことができるイ
ンクジェットプリントヘッドおよび画像記録装置を提供
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットプリントヘッドの一
実施例を示す概略図である。

【図２】 本発明のインクジェットプリントヘッドの一
実施例における異なる色のノズルが隣接する部分の拡大
図である。

【図３】 ノズルとインクリザーバを形成するためにチ
ャネル基板１上に形成したマスクパターンの説明図であ
る。

【図４】 第１回目の異方性エッチングを実施した後の
形状の説明図である。

【図５】 窒化シリコンマスク１１を除去後のパターン
の説明図である。

【図６】 第２回目の異方性エッチングを実施した後の
形状の説明図である。

【図７】 本発明の一実施例のインクジェットプリント
ヘッドにおけるノズル近傍の平面図である。

【図８】 本発明の一実施例のインクジェットプリント
ヘッドの組立体の一例を示す概略図である。

【図９】 本発明の一実施例のインクジェットプリント
ヘッドの組立体の一例における一部を断面とした概略図
である。

【図１０】 本発明の一実施例における駆動制御部の一
例のブロック図である。

【図１１】 本発明の一実施例における駆動制御部の一
例におけるタイミングチャートの一例の一部説明図であ
る。

【図１２】 従来のインクジェットヘッドの一例の説明
図である。

【符号の説明】

１…チャネル基板、２…ヒータ基板、３…厚膜樹脂層、
４…インクリザーバ、５…リザーバ隔壁、６…印字記録
用ノズル、７…ダミーノズル、８…間隔、９…浅溝領
域、１０…内側壁の延長線、１１…窒化シリコンマス
ク、１２…酸化シリコンマスク、１３…ノズルパター
ン、１４…第１のインクリザーバパターン、１５…第２
のインクリザーバパターン、２１…発熱体、２２…凹
部、２３…連結流路、３１…インク供給部材、３２…イ
ンク供給口、３３…インク供給流路、３４…シーリング
領域、３５…インク滴、４１…４ビットシフトレジス
タ、４２，４３…ラッチ回路、４４…３２ビット双方向
シフトレジスタ、４５…アンド回路、４６…ヒータ駆動
回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる色のインクを吐出するノズ
   ルを配置したインクジェットプリントヘッドにおいて、
   異なる色のインクを吐出して印字記録を行なうノズルの
   間に印字記録に用いないダミーノズルを２本以上設け、
   少なくとも２本の前記ダミーノズルの間にはノズルを２
   本以上配置するだけの間隔が設けられていることを特徴
   とするインクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 前記ダミーノズルは、印字信号を受けて
   インクを吐出可能に構成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】 前記ダミーノズルは、前記印字記録を行
   なうノズルの噴射口と略同一であることを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
4. 【請求項４】 前記ダミーノズルは、その配置された間
   隔が前記印字記録を行なうノズルと略同一であることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘ
   ッド。
5. 【請求項５】 複数の異なる色のインクを吐出するノズ
   ルを配置したインクジェットプリントヘッドにおいて、
   異なる色のインクを吐出するノズルの間に印字記録に用
   いないダミーノズルを少なくとも４本以上設け、前記ノ
   ズルに直接隣接しているダミーノズルは、開口されて印
   字可能である内側ダミーノズルであり、該内側ダミーノ
   ズルに直接隣接しているダミーノズルは、開口部が閉鎖
   されている外側ダミーノズルであることを特徴とするイ
   ンクジェットプリントヘッド。
6. 【請求項６】 前記外側ダミーノズルは、印字信号を供
   給するための配線がなされていないことを特徴とする請
   求項５に記載のインクジェットプリントヘッド。
7. 【請求項７】 複数の異なる色のインクを用いて記録を
   行なう画像記録装置において、請求項１ないし６のいず
   れか１項に記載のインクジェットプリントヘッドを用い
   たことを特徴とする画像記録装置。
8. 【請求項８】 複数の異なる色のインクを吐出するノズ
   ルを配置した画像記録装置において、インクを吐出する
   第１ノズル群と、該第１ノズル群と隣接し該第１ノズル
   群の吐出するインクとは違う色のインクを吐出する第２
   ノズル群と、前記第１ノズル群と前記第２ノズル群の間
   に配置され開口されていない第１のダミーノズルと、該
   第１のダミーノズルと前記第１ノズル群、第２ノズル群
   の双方の間に配置され開口されて印字可能な第２のダミ
   ーノズルとを備えたことを特徴とする画像記録装置。